Генератор низкочастотных акустических полей Советский патент 1981 года по МПК B06B1/18 

I

Изобретение относится к области технической физики, а именно, к устройствам для возбуждения мощных акустинеских полей -низких и инфранизких частот и предназначено, для исследования влияния акустических полей любых типов (бегущих волн, стоячих и их комбинаций) на различные объекты, а также для калибровки микрофонов широкого динамического диапазона как по давлению, так и по методу свободного поля.

По основному авт.св. № 776654 известен генератор низкочастотных акустических полей в ограниченном объеме, соде эжащий камеру, поршень, направляющими которого служат стенки камеры, привод перемещения поршня и элементы регулировки амплитуда и перемещения поршня. Генератор снабжен трубой, соединенной с камерой, двумя дополнительными поршнями, жестко связанными с другим и разнесенными в пространстве относи

тельно места соединения камеры и трубы, стенки которой являются направляющими для дополнительных поршней, и дополнительным элементом регулировки амплитуды и фазы перемещения дополнительных поршней, установленным между одним из них и приводом.

Для генерации, например, поля бегущей волны, устанавливают с помощью элементов регулирования переме10щений поршней отношение амплитуды акустического давления, создаваемого перемещением одиночного поршня, к амшштуде колебательной скорости, создаваемой перемещением двух жестко

15 соединенных между собой поршней, равным рС- импедансу свободного пространства ( р - плотность среды, С скорость звука в среде . Сдвиг фаз меязду давлек,1ей и колебательной

20 скоростью устанавливают с помощью тех же элементов равным нулю, т.е. минимум (максимут4) акустического давления достигается одновременно 3 с минимумом (максимумом колебательной скорости. Недостатком описанного устройства является то, что колебательная скорость в рабочем объеме камеры создается также и при перемещении одиночного поршня, причем ito фазе эта дополнительная колебательная скорость смещена на 90 относительно основной колебательной скорости, создаваемой перемещением сдвоенных поршней, т.е. достигает максимальной величины, равной (- частота. Ал- амплитуда колебаний поршня, создающего акустическое давле- ние, в момент времени, когда акуст .ческое давление в рабочем объеме камеры равно нулю. Тем самым в. зада ные характеристики акустического по ля вносится достаточно большая по грешность и оказывается дополнительн ное возмущающее действие на помещае Mbiii в камеру субъект испытаний или измерений. Целью изобретения является повы1;ение точности параметров генерируе мых акустических.полей за счет компенсации сдвинутого по фазе компоне та колебательной скорости. Это достигается тем, что в камер предложенного устройства размещен третий дополнительный поршень, кото рый расположен соосно с первым порш нем, пространственно с ним разнесен и связан через дополнительный элемент регулировки перемещения третье го дополнительного поршня с приводом. Элементы регулировки перемещений первого и третьего дополнительного поршней настроены с возможностью синфазного и противоположно направленного движения этих поршней относительно их среднего положения. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого генера тора. Генератор содержит камеру с жесткими сенками, являющимися направляющими для поршня 2, соедине ную с камерой 1 трубу 3, в которой размещены два пространственно разнесенных и жестко соединенных между собой поршня 4 и 5 В камере 1 расположен соосно поршню 2 и противоположно ему третий дополнительный поршень 6. Поршни 2 и 4-6 образуют рабочий объем камеры. Поршни 2, 4-6 через штоки 7-9 и,соответствующие элементы 10-12 регулировки перемещений связаны с общим приводом, состоящим, например, из двигателя 13, редуктора 14 и кулисных механизмов 15-17. Элементы 10-12 регулировки пере- . мещений поршней 3-6 состоят например, из планшайб 18-20, насаженных на выходные оси редуктора 14, и пальцев, соответственно 21-23, установленных на планшайбах с возможностью радиального и азимутального перемещений относительно осей соответствующих планшайб. Элементы 10 и 11 регулировки перемещений поршней 2 и 4,5 настроены таким образом, что имеется сдвиг фаз во взаимном положении поршня 2 и сдвоенных поршней 4,5 относительно их среднего положения. Третий дополнительный элемент )2 регулировки, перемещения третьего до- полнительного поршня 6 и элемент 10 регулировки перемещения поршня 2 настроены с возможностью синфазного н противоположно направленного движения прршней, 2 и 6 относительно их среднего положения. Работает устройство следующим образом. При включении двигателя 13 крутящий момент через редуктор 14 передается к планшайбам 18-20 элементов 10-12 регулировки перемещений поршней 2..4-6. Пальцы 21-23 приводят в возвратно-поступательное движение механизмы 15-17 и связанные с ними через штоки 7-9 поршни 3,4-6. Колебательная скорость в камере 1 создается синфазным движением поршней 4 и 5, а акустическое давление - за счет синфазного и противоположно направленного движения поршней 2 и 6, при котором изменяется рабочий объем камеры 1 и компенсируется сдвинутый по фазе На 90 компонент колебательной скорости, создаваекязй каждым из поршней 2 и 6 в отдельности. Амплитуды кдлебаний поршней 2, 4-6 определяются и регулируются, например, расстоянием соответствующих пальцев 21-23 от осей вращения планшайб 18-20. Требуемый для каждого типа генерируемого акустического поля фазовый сдвиг между колебательной скоростью и акустическим давлением, т.е. во взаимном положении поршней 2 ( аналогично б) и 4,5 достигается, например, установкой пальцей 21 ( аналогично 23) и 32 с начальным угловым сдвигом один относительно другого по окружности соответствующих планшайб 18 (аналогично 20) и 19. Этопозволяет исключить возмущающее влияние сдвинутого по фазе на 90 компонента колебательной скорости и тем самым повысить точность параметров акустических полей, генерируе- мых устройством, что дает возможность получать более достоверные данные при исследованиях воздействия мощных низко- и инфранизкочастотных акустически полей на различные объекты, а также при проведении акустических измерений Формула изобретения Генератор низкочастотных акустических полей в ограниченном объеме по авт.св. № 776654, отличающ и й- с я тем, что, с целью повышения ТОЧНОСТИ параметров генерируемых полей за счет компенсации сдвинутого по фазе компонента колебательной скорости в камеру введен третий дополнительный поршень, который расположен соосно с первым поршнем, прот странственно с ним разнесен и связан через дополнительный злемент регулировки перемещения третьего дополнительного поршня Сприводом, при этом элементы регулировки перемещений первого и третьего дополнительного порщней настроены с возможностью синфазного и противоположно направленного движения упомянутых порщней относительно .их среднего положения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 776654, кл. В 06 В 1/18, 05.10.78

С